基于S3C44B0和SL811HS设计与应用.doc

基于S3C44B0和SL811HS的设计与应用 摘要 利用arm7处理器s3c44b0和usb驱动芯片sl811hs实现了嵌入式usb的host（主机）和slave（从机）的开发和设计，并在此基础上利用usb接口开发读写海量存储类设备（u盘，移动硬盘）的嵌入式驱动程序。 关键词 sl811hs arm7处理器s3c44b0读写海量存储 1嵌入式usb主机设计 1.1usb芯片的选择 sl811hs是cypress公司推出的一款嵌入式usbhost／slave芯片。该芯片支持usb1.1的全速和低速设备，提供usb主机的硬件接口及总线管理的物理机制，带有sie和usb发送器以及根集线器hub。因此，满足了嵌入式us主机系统所需要的功能，即由主机接口芯片来完成总线底层物理数据包的发送、接收，并能检测总线状态发出中断请求。所以，选择sl811hs作为本系统的usb接口芯片是合适的。 1.2嵌入式usb的硬件设计 回放仪系统扩展包括：存储器（16mbsram、32mbnor flash）、usb主从机（sl811hs）、打印和按键等硬件资源。sl811hs芯片实现usb主／从机控制功能，可以在没有计算机介入的情况下对usb设备进行直接控制和读写操作，同时也可以作为从机设备，与计算机连接，实现数据交换功能。usbhost／slave芯片sl811hs的结构框图如图1所示。sl811hs由微处理器总线接口、中断控制、host／slave控制、subsie（串行接口引擎）、时钟模块、ram缓冲器及模拟收发器等组成。 sl811hs与处理器s3c44b0x硬件连接如图2所示。g4选用的是有源晶体ksh060448mhz，v10选用的是bt8550c，如图1所示，arm通过ngcs4片选sl811hs来确定sl811hs的基地址。d0－d7为数据和地址的复用线，并通过addr0来区分，当addr0为“0”的时候，d0－d7上传输的是偏移地址；反之，当addr0为“1”的时候，d0－d7作为数据线用。gpc1是主机和从机的选择控制端。gpc0是上拉选择控制端。 2嵌入式usb的软件设计 2.1嵌入式usb的软件总体设计 usb主机为usb系统提供的功能有：（1检测usb外设的接入和移出；（2）管理主机和外设之间进行的usb标准流量控制；（3）枚举外设；（4）管理主机和外设之间的数据流；（5）搜集系统状态和性能的统计信息；（6）主机与外设之间的电气接口，包括供电。根据油田需要，要求能够读写海量存储，我们开发了usb接口的海量存储类设备嵌入式驱动程序，该系统支持热插拔。 2.2usbmassstorage类协议的实现 usb协议能够在启动或是当设备插入系统时对设备进行配置，这就是usb设备为什么可以直接插拨的原因。usb设备被分成以下几类：显示器（monitors）、通讯设（communicationdevices）、音频设备（audio）、人机输入（humaninput）、海量存储（massstorage）。特定类（class）的设备又可划分成子类（subclass），划分子类的软件就可以搜索总线并选择所有它支持的设备。 每个设备有一个或多个配置（configuration），配置用于定义设备的功能。如果某个设备有几种不同的功能，则每个功能都需要一个配置。配置（configuration）是接口的集合。接口指定设备中是哪些硬件与usb交换数据。每一个与usb交换数据的硬件叫做一个端点（endpoint）。因此，接口是端点的集合。usb的设备类别定义（usbdeviceclassdefinitions）定义特定类或子类中的设备需要提供的缺省配置、接口和端点。 2.3usb通讯协议的实现 这是整个usb体系软件的根基，它负责主机和设备之间数据传输。首先通过调用voidsl811write（u8a，u8d）函数对sl811hs内部寄存器进行设置，完成sl811hs的初始化。然后查询是否有usb设备连接，有则通过控制传输来交换信息、设置地址、读取设备描述符、识别设备并对设备进行重新配置，实现主机对设备枚举。 usb设备枚举完成，主机系统根据预先给定的设备类协议对usb设备操作。如果目标设备是u盘，类协议使用的是massstorage类协议，采用bulk－only传输协议，而子类采用ufi命令。bulk－only传输协议通过调用usb批量输入函数来实现，发送和接收massstorage类协议中的命令块封包bcw和命令状态块封包csw，而ufi命令则是在bulk－only传输协议基础上实现u盘文件的读写。 2.4fat文件系统的实现 移动存储设备采用的可能是三种（fat12＼fat16＼fat32）文件系统中的一种来管理文件系统。整个文件系统通过mass